ऑटोमोटिव ग्लास विनिर्माण आधार – मॉड्यूलर HOC शुष्ककर्ता प्रणाली वार्षिक 3 मिलियन kWh से अधिक की बचत प्रदान करती है

मेटा विवरण:  दुनिया की सबसे बड़ी ऑटोमोटिव ग्लास निर्माता कंपनी, फुयाओ ग्लास, ने अपने फूकिंग आधार पर चार 170 मी³/मिनट की क्षमता वाले हीट-ऑफ-कम्प्रेशन अधशोषण ड्रायर स्थापित किए, जिससे -40°C का स्थिर ओसांक तापमान, शून्य प्यूर्ज हानि, मॉड्यूलर अतिरेक, वार्षिक विद्युत बचत 3 मिलियन किलोवॉट-घंटा से अधिक और लगभग 2 वर्ष की वापसी अवधि प्राप्त हुई।

ग्राहक का पृष्ठभूमि

फुयाओ ग्लास इंडस्ट्री ग्रुप कंपनी, लिमिटेड  दुनिया की सबसे बड़ी और सबसे तकनीकी रूप से उन्नत ऑटोमोटिव ग्लास समाधान प्रदाता है। यह अपग्रेड परियोजना फुयाओ ग्लास के फुजियान प्रांत, फूकिंग रॉन्गकियाओ आर्थिक एवं प्रौद्योगिकी विकास क्षेत्र, यांगशिया स्ट्रीट पर स्थित है। यह आधार फुयाओ की वैश्विक निर्यात आधार परियोजना है, जिसका क्षेत्रफल 627 मु (लगभग 41.8 हेक्टेयर) है, और इसे एक विश्वस्तरीय शून्य-कार्बन स्मार्ट कारखाने के रूप में स्थापित किया जाना है।

फुयाओ ग्लास क्षमता विस्तार की एक महत्वपूर्ण अवधि में है, जिससे इसकी संपीड़ित वायु प्रणाली की विश्वसनीयता, ऊर्जा दक्षता और स्केलेबिलिटी पर अभूतपूर्व मांगें उत्पन्न हुई हैं। आधार स्थल की कुल संपीड़ित वायु मांग लगभग 550–600 मीटर³/मिनट (लगभग 33,000–36,000 मीटर³/घंटा)  है, जो पूरी फ्लोट ग्लास उत्पादन लाइन और कई उच्च-स्तरीय ऑटोमोटिव ग्लास डीप-प्रोसेसिंग लाइनों की सेवा के लिए 24/7 कार्य करती है।

ऑटोमोटिव ग्लास निर्माण में संपीड़ित वायु अनुप्रयोग

(सामग्री अपरिवर्तित – पिछले संस्करण के समान)

दर्द के बिंदु

आधार स्थल की मूल संपीड़ित वायु शुष्कन प्रणाली में बड़े रेफ्रिजरेटेड ड्रायर्स और हीटेड पर्ज अधशोषण ड्रायर्स (माइक्रो-हीट प्रकार)  का संयोजन शामिल था। जैसे-जैसे उत्पादन क्षमता तीव्र गति से बढ़ी और प्रक्रिया की गुणवत्ता के मानकों में वृद्धि हुई, मूल प्रणाली में कई संरचनात्मक समस्याएँ दिखाई दीं:

• रेफ्रिजरेटेड ड्रायर्स का कंडेनसेट ड्रेन जोखिम:  फ्लोट कांच और लेपित कांच की उत्पादन लाइनों में नमी के प्रति अत्यंत कम सहनशीलता होती है। शीतलित शुष्कक (रेफ्रिजरेटेड ड्रायर्स) ठंडक द्वारा जल को संघनित करके और निकालकर इसे हटाते हैं, जिसमें संघनित जल को निकालने के लिए स्वचालित ड्रेन वाल्वों पर निर्भरता होती है। हालाँकि, संघनित जल ड्रेन वाल्व किसी भी शीतलित शुष्कक प्रणाली में सबसे अधिक विफलता दर वाला घटक है — चाहे वह फ्लोट-प्रकार का हो, टाइमर-आधारित हो या इलेक्ट्रॉनिक, सभी लंबे समय तक निरंतर संचालन के दौरान अटकने, अवरोधित होने या विद्युत विफलता के प्रति संवेदनशील होते हैं। एक बार जब ड्रेन वाल्व विफल हो जाता है, तो संघनित जल सीधे निचले स्तर की पाइप लाइनों और उपकरणों में प्रवेश कर जाता है। कांच निर्माण के लिए, अधशोषण टॉवर (एडसॉर्पशन टॉवर) में तरल जल प्रवेश करने से शुष्कक (डिसिकेंट) तुरंत नष्ट हो जाएगा। इससे भी गंभीरतर, लेपन कक्ष (कोटिंग चैम्बर) या PVB असेंबली क्षेत्र में नमी प्रवेश करने से पूरे बैच को अस्वीकृत कर दिया जाएगा, जिसके कारण एकल नुकसान करोड़ों RMB तक पहुँच सकता है। फुयाओ के बड़े पैमाने के निरंतर उत्पादन में, कोई भी संघनित जल ड्रेन विफलता एक अस्वीकार्य गुणवत्ता जोखिम का प्रतिनिधित्व करती है।
• ऊष्मित शुद्धिकरण शुष्ककों से उल्लेखनीय शुद्धिकरण हानि:  गर्म किए गए पर्ज ड्रायर्स अभी भी अपने नामांकित प्रवाह का 5–8% रीजनरेशन पर्ज वायु के रूप में खपत करते हैं। लगभग 550–600 मी³/मिनट की कुल प्रणाली क्षमता के लिए, इसका अर्थ है कि 28–48 मी³/मिनट शुष्क संपीड़ित वायु लगातार वातावरण में छोड़ी जा रही है  — जो एक अतिरिक्त बड़े कंप्रेसर को लगातार चलाने के बराबर है।
• शिशिरांक अस्थिरता:  गर्म और आर्द्र ग्रीष्मकालीन परिस्थितियों के दौरान, गर्म किए गए पर्ज ड्रायर्स की रीजनरेशन दक्षता कम हो जाती है। दाब शिशिरांक उतार-चढ़ाव का शिकार होता है, जिससे कभी-कभी यह -30°C से ऊपर भी चला जाता है, जिससे उच्च-स्तरीय उत्पादों के लिए -40°C के डिज़ाइन लक्ष्य को निरंतर बनाए रखना कठिन हो जाता है।
• उपकरणों का प्रसार और भारी रखरोट बोझ:  उपयोगिता कक्ष में फैले कई इकाइयाँ निम्न स्थान उपयोग और उच्च रखरोट कार्यभार का कारण बनीं। प्रणोदित वाल्वों की 12–18 महीने के बाद मरम्मत या प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती थी, और शुष्ककारक का क्षरण त्वरित हो गया।
• क्षमता विस्तार की आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थता:  मूल शुष्कन प्रणाली पहले से ही अपनी क्षमता सीमा के निकट थी और भविष्य में विस्तार का समर्थन नहीं कर सकती थी।
• शून्य-कार्बन स्मार्ट फैक्टरी के लक्ष्यों के साथ असंगति:  फुकिंग आधार को एक विश्व-स्तरीय शून्य-कार्बन स्मार्ट फैक्टरी के रूप में स्थापित किया गया है। मूल शुष्कन प्रणाली की उच्च ऊर्जा खपत और उच्च पर्ज नुकसान इस रणनीतिक लक्ष्य के साथ काफी असंगत थे।

चित्र: 170 एनएम³/मिन ऊष्मा-संपीड़न डिसिकैंट वायु शुष्कक

हमारा समाधान

फुयाओ ग्लास की मुख्य आवश्यकताओं को पूरा करना: बहुत बड़ी क्षमता, शून्य द्रव जल का जोखिम, शून्य पर्ज नुकसान, उच्च ऊर्जा दक्षता, कम रखरखाव और मॉड्यूलर अतिरेक , और यह ध्यान में रखते हुए कि फुकिंग आधार में कई बड़े तेल-मुक्त अपकेंद्रीय कंप्रेसर  24/7 कार्य कर रहे हैं, हमने एक मॉड्यूलर हीट ऑफ कंप्रेशन (HOC) अधशोषण ड्रायर प्रणाली  में से बना हुआ चार HOC ड्रायर  समानांतर में संचालित हो रहे हैं, जो N+1 (या यहां तक कि N+2) अतिरिक्तता प्रदान करते हैं।

मुख्य प्रौद्योगिकी: हीट ऑफ कंप्रेशन (HOC)

HOC प्रौद्योगिकि ऊपर की ओर स्थित तेल-मुक्त अपकेंद्रीय कंप्रेसरों से उत्पन्न कंप्रेशन की ऊष्मा (निर्गम तापमान आमतौर पर 120–160°C) का उपयोग शुष्ककारक को पुनर्जनित करने के लिए करती है, जिसमें कोई अतिरिक्त विद्युत तापीय ऊर्जा या शुद्धिकरण के लिए संपीड़ित वायु की आवश्यकता नहीं होती है।

ब्लोअर पर्ज ड्रायर के बजाय HOC क्यों?  फुयाओ फूकिंग आधार – एक बहुत बड़े पैमाने का अनुप्रयोग, जहां कई तेल-मुक्त अपकेंद्रीय कंप्रेसर 24/7 पूर्ण भार पर चल रहे हैं – इसमें HOC अद्वितीय लाभ प्रदान करता है:

फूकिंग आधार पर ऑयल-फ्री सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसरों का निर्गम तापमान 120–150°C के बीच स्थिर है, जो HOC पुनर्जनन के लिए ऊष्मा स्रोत की आवश्यकताओं को पूर्णतः पूरा करता है।

प्रमुख उपकरण

• ड्रायर:  चार HOC-ड्रायर 170  ऊष्मा-संपीड़न अधिशोषण ड्रायर, प्रत्येक की क्षमता 170 मी³/मिनट (10,200 मी³/घंटा)  । समानांतर में स्थापित, इन्हें लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है जैसे तीन संचालित + एक स्टैंडबाय  (कुल क्षमता 510 मी³/मिनट) या चार संचालित  (कुल क्षमता 680 मी³/मिनट), जो वर्तमान और भविष्य की विस्तार आवश्यकताओं को पूरा करता है।
• पुनर्जनन विधि:  एक छोटी धारा गर्म संपीड़ित वायु (तापमान लगभग 120–150°C) को अपकेंद्रीय कंप्रेसर डिस्चार्ज से लिया जाता है अफटरकूलर से पहले  और उस टावर की ओर भेजा जाता है जिसका पुनर्जनन किया जाना है। इस ऊष्मा के कारण शुष्ककर्ता से नमी का अधिशोषण होता है, और आर्द्र वायु को वातावरण में निकाल दिया जाता है। पूरी पुनर्जनन प्रक्रिया में कोई संपीड़ित वायु पर्ज (शुद्धिकरण) या विद्युत तापीय ऊर्जा का उपयोग नहीं किया जाता है  – पुनर्जनन ऊर्जा पूर्णतः उस व्यर्थ ऊष्मा से प्राप्त की जाती है जो अन्यथा व्यर्थ हो जाएगी।
• शून्य द्रव जल जोखिम डिज़ाइन:  HOC ड्रायर्स कार्य करते हैं वश्यता  संघनन के बजाय के सिद्धांत पर – शुष्कीकरण प्रक्रिया के दौरान कोई द्रव संघनित द्रव्य उत्पन्न नहीं होता है, अतः संघनित द्रव ड्रेन वाल्व विफलता के कारण द्रव जल के अतिप्रवाह का कोई जोखिम नहीं है इसके अतिरिक्त, HOC प्रणाली में उच्च-दक्षता वाला प्रवेश अलगावक (इनलेट सेपरेटर) लगाया गया है, जो ऊपर की ओर स्थित पाइपिंग से आने वाले किसी भी अनजाने तरल जल को रोकता है।
• नियंत्रण प्रणाली:  एक सीमेंस S7-1500 PLC मास्टर कंट्रोलर चार ड्रायर्स के समन्वय को संभालता है, जो ऑनलाइन ओस बिंदु (ड्यू पॉइंट) निगरानी के आधार पर चालन समय को संतुलित करता है और किसी भी दोषपूर्ण इकाई को स्वचालित रूप से एक अलार्म के साथ हटा देता है। एक 15-इंच का औद्योगिक टचस्क्रीन HMI वास्तविक समय में संचालन पैरामीटर और ऐतिहासिक प्रवृत्तियाँ प्रदर्शित करता है। यह प्रणाली फुयाओ के केंद्रीय DCS में दूरस्थ निगरानी और अलर्ट प्रबंधन के लिए एकीकृत है।
• फिल्ट्रेशन पैकेज:  पूर्व-फिल्टर (1 माइक्रोमीटर) पाइपलाइन के कणों को हटाता है; उत्तर-फिल्टर (0.01 माइक्रोमीटर) संभावित शुष्कक (डिसिकेंट) के सूक्ष्म कणों को पकड़ता है; एक उच्च-दक्षता वाला प्रवेश अलगावक सुनिश्चित करता है कि कोई भी अनजाने तरल जल अधिशोषण टॉवर्स तक पहुँचने से पहले रोक लिया जाए।

प्रदर्शन विनिर्देश

चित्र: 170Nm³/मिनट ऊष्मा-संपीड़न अवशोषक वायु शुष्कक

पहुँच और स्थापना

यह परियोजना फूकिंग आधार पर नियोजित रखरखाव बंद करने की समय सीमाओं का उपयोग करके कार्यान्वित की गई थी:

• डिज़ाइन और कारखाना स्वीकृति परीक्षण (6 सप्ताह):  विस्तृत प्रणाली डिज़ाइन, सामग्री चयन, पीएलसी नियंत्रण तर्क विकास। निर्माण सुविधा में सभी चार एचओसी ड्रायर्स का पूर्ण एफएटी परीक्षण पूरा किया गया, जिसमें वास्तविक कंप्रेसर डिस्चार्ज स्थितियों का अनुकरण किया गया।
• डिलीवरी और साइट तैयारी (2 सप्ताह):  चार बड़े स्किड-माउंटेड ड्रायर्स (प्रत्येक का वजन लगभग 18 टन) फुकिंग आधार पर डिलीवर किए गए। पुराने शुष्कन उपकरण हटा दिए गए, नींव की तैयारी की गई और पाइपिंग इंटरफेस के लिए स्थान आरक्षित किया गया।
• स्थापना (3 सप्ताह):  चारों ड्रायर्स को संकुचित स्किड्स पर स्थापित किया गया। कुल आकार लगभग 40 वर्ग मीटर (मूल प्रणाली की तुलना में 30% कम)। संपीड़ित वायु हेडर को पुनर्व्यवस्थित किया गया ताकि आधार की उच्च दबाव वायु आपूर्ति को प्रत्येक ड्रायर के इनलेट से जोड़ा जा सके। कंप्रेसर के गर्म गैस बायपास पाइपिंग को संशोधित किया गया ताकि पुनर्जनन ऊष्मा प्रविष्ट कराई जा सके। बिजली और नियंत्रण केबल स्थापना पूरी कर ली गई।
• प्रारंभिक कार्यान्वयन और मान्यीकरण (1 सप्ताह):  सिस्टम को धोया गया, रिसाव परीक्षण किया गया और ओस बिंदु सेंसरों का कैलिब्रेशन किया गया। 72 घंटे के निरंतर संचालन के दौरान ओस बिंदु -42°C से -44°C के बीच स्थिर रहा। नियंत्रण प्रणाली पर ऑपरेटर प्रशिक्षण प्रदान किया गया तथा पूर्ण तकनीकी दस्तावेज़ीकरण और IQ/OQ मान्यता दस्तावेज़ अपने साथ प्रदान किए गए।

कोई अनपेक्षित डाउनटाइम नहीं हुआ; सभी कार्य निर्धारित रखरखाव समय-विंडो के भीतर पूरे कर लिए गए।

परिणाम एवं लाभ (चालू करने के 12 महीने बाद)

28–48 मी³/मिनट के पर्ज नुकसान के लिए अतिरिक्त कंप्रेसर शक्ति की आवश्यकता होती है। ऑयल-फ्री सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर की विशिष्ट शक्ति लगभग 6 किलोवाट/मी³/मिनट है → कंप्रेसर शक्ति में 170–290 किलोवाट की बचत।

यह 24 घंटे/7 दिन/365 दिन के संचालन के आधार पर गणना की गई है। मूल प्रणाली की तुल्य शक्ति 350 किलोवाट (मध्य-श्रेणी) है, नई प्रणाली की 3 किलोवाट है। वार्षिक बचत ≈ (350–3) किलोवाट × 8,760 घंटे ≈ 3,040,000 किलोवाट-घंटा। औद्योगिक बिजली दर ¥0.70/किलोवाट-घंटा के आधार पर, वार्षिक बिजली लागत में बचत ≈ ¥2.13 मिलियन। रखरखाव बचत सहित, कुल वार्षिक लाभ ≈ ¥2.46 मिलियन।

मापनीय लाभ

• उल्लेखनीय ऊर्जा बचत:  HOC तकनीक शुष्कन प्रक्रिया के लिए लगभग शून्य विद्युत खपत प्राप्त करती है – चार शुष्ककर्ताओं के समग्र नियंत्रण में केवल लगभग 3 किलोवाट की खपत होती है। मूल गर्म किए गए परित्याग शुष्ककर्ताओं की तुलना में, पुनर्जनन ऊर्जा खपत लगभग 97% कम हो गई है। परित्याग हानि को समाप्त करने से कंप्रेसरों को क्षतिपूर्ति के लिए अतिरिक्त वायु उत्पादित करने की आवश्यकता नहीं रहती है। वार्षिक विद्युत बचत 30 लाख किलोवाट-घंटे से अधिक है , जो चीन के विद्युत ग्रिड उत्सर्जन कारक 0.55 किग्रा CO₂/किलोवाट-घंटा के आधार पर लगभग 1,670 टन/वर्ष CO₂ उत्सर्जन के कमी के बराबर है। यह फुयाओ ग्रुप के ईएसजी कार्बन तटस्थता लक्ष्यों के साथ पूर्णतः संरेखित है।
• द्रव जल के जोखिम पूर्णतः समाप्त:  HOC शुष्ककर्ता अधिशोषण सिद्धांत पर कार्य करते हैं – शुष्कन प्रक्रिया के दौरान कोई द्रव संघनित जल उत्पन्न नहीं होता है, जिससे संघनित जल निकास वाल्व की विफलता के कारण द्रव जल के अतिरिक्त प्रवाह के विनाशकारी जोखिम को मूल रूप से समाप्त कर दिया जाता है।
• वर्ष भर स्थिर ओस बिंदु:  ऑनलाइन निगरानी से पता चलता है कि वार्षिक रूप से दबाव ओस बिंदु स्थिर रूप से -42°C और -44°C के बीच रहता है, जो गर्म और आर्द्र ग्रीष्मकालीन परिस्थितियों में भी -40°C से अधिक कभी नहीं होता है। लेपित कांच या लैमिनेटेड कांच की लाइनों से कोई नमी-संबंधित दोष रिपोर्ट नहीं किया गया है।
• मॉड्यूलर अतिरेकता एवं भविष्य का विस्तार:  चार ड्रायर्स को तीन संचालित + एक स्टैंडबाय के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है; इसलिए किसी भी एक इकाई को बिना उत्पादन प्रभावित किए रखरखाव के लिए ऑफ़लाइन किया जा सकता है — शेष तीन इकाइयाँ अभी भी 510 m³/मिनट की आपूर्ति करती हैं, जो आधार की शिखर मांग 550–600 m³/मिनट को पूर्णतः पूरा करती है। जब भविष्य में क्षमता विस्तार के लिए अधिक प्रवाह की आवश्यकता होगी, तो स्टैंडबाय इकाई को ऑनलाइन करके चार-संचालित मोड (680 m³/मिनट) प्राप्त किया जा सकता है, बिना कोई अतिरिक्त उपकरण खरीदे।
• रखरखाव में भारी कमी:  HOC ड्रायर्स के साइकिल समय लंबे होते हैं (6–8 घंटे), जिसके परिणामस्वरूप वाल्व एक्चुएशन आवृत्ति बहुत कम हो जाती है। कोई विद्युत हीटर खपत नहीं, कोई उच्च-आवृत्ति स्विचिंग वाल्व नहीं, कोई डिसिकेंट ऑयल-पॉइजनिंग का जोखिम नहीं। डिसिकेंट के जीवनकाल की अपेक्षा 5 वर्ष से अधिक तक बढ़ने की संभावना है।
• निवेश पर प्रतिफल:  कुल स्थापित लागत ≈ ¥5.2 मिलियन  (चार ड्रायर्स और एक्सेसरीज़)। वार्षिक विद्युत बचत ≈ ¥2.13 मिलियन , रखरखाव बचत ≈ ¥0.33 मिलियन , कुल वार्षिक लाभ ≈ ¥2.46 मिलियन . रिकवरी अवधि ≈ 2.1 वर्ष .
• शून्य-कार्बन स्मार्ट फैक्ट्री निर्माण का समर्थन:  HOC ड्रायर का रीजनरेशन के लिए अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग – जिसमें कोई अतिरिक्त विद्युत खपत नहीं होती है – सुखाने की प्रक्रिया के कार्बन पदचिह्न को न्यूनतम करता है, जो फुयाओ की शून्य-कार्बन स्मार्ट फैक्ट्री पहल को मजबूत समर्थन प्रदान करता है।

ग्राहक की प्रशंसापत्र

“हमारी मूल शुष्कन प्रणाली फूकिंग आधार पर कई समस्याओं से ग्रस्त थी: रेफ्रिजरेटेड ड्रायर्स में कंडेनसेट ड्रेन विफलता का जोखिम, उच्च पर्ज नुकसान, अस्थिर ओस बिंदु, और हमारे शून्य-कार्बन लक्ष्यों के साथ असंगति। नई चार-इकाई HOC ड्रायर प्रणाली, जिसमें 3+1 मॉड्यूलर अतिरेक है, इन सभी समस्याओं को मौलिक रूप से हल करती है – कोई तरल जल नहीं, कोई पर्ज नुकसान नहीं, लगभग शून्य विद्युत खपत, और पूरे वर्ष भर -40°C से नीचे स्थिर ओस बिंदु। वार्षिक विद्युत बचत 30 लाख किलोवाट-घंटे से अधिक है, और रिटर्न पीरियड लगभग दो वर्ष है। यह समाधान फुयाओ ग्रुप के संपूर्ण दायरे में संपीड़ित वायु शुष्कन प्रौद्योगिकी अपग्रेड के लिए एक मानक बन गया है।”

— उपयोगिता प्रबंधक, फुयाओ ग्लास फूकिंग आधार